高浓度钻井废水处理

以华北油田某深井的高浓度钻井废水(COD高达14 460.0 mg/L)为研究对象,提出了酸化-混凝-催化氧化-吸附的组合处理工艺。重点研制了钻井废水催化氧化处理催化剂(镍基催化剂),通过实验确定了最佳工艺参数条件。着重考察了催化氧化处理的工艺条件,在pH值为4,次氯酸钙投加量为4.4 g/L,催化剂投加量为1.6 g/L的条件下COD降至403.5 mg/L,进一步吸附处理后COD降至139.9 mg/L、色度为30倍、石油类含量为3.8 mg/L、pH为8.0和SS浓度为52 mg/L,最终出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)二级标准,处理成本为84.8元/m3。
钻井废水是指在石油与天然气钻井过程中产生的一种特殊的工业废水，其主要来源有’废弃和散落泥浆、岩屑和钻井设备的冲洗、钻井过程的酸化和固井作业产生的、钻井事故、储油罐与机械设备的油料散落。目前，对钻井废水的处理一般局限于混凝、过滤和吸附等常规处理方法，处理后的水质均较难达到/污水综合排放标的标准要求，尤其COD较难达标。
部分钻井废水处理达到回注标准要求后回注到地层。采用生物法处理钻井废水具有较好的发展前景，但不适宜用于高浓度钻井废水的处理。因此，以华北油田某油井钻井废水为研究对象，通过研究其水质污染特性，提出了酸化-混凝-氧化-吸附的组合处理工艺，并通过实验确定了处理工艺参数条件，对高浓度钻井废水的达标处理具有重要的参考价值。
1钻井废水水质分析
实验所用钻井废水取自华北油田某油井(设计井深7234m)，废水外观颜色呈深黑色，有明显的刺激气味，主要水质指标检测结果如表)所示。

由表1可知，该钻井废水中各项污染物均严重超标，其中COD和色度超标倍数分别约为100和60，这使钻井废水达标处理难度很大。具体参见更多相关技术文档。
2钻井废水达标处理实验研究
2.1酸化处理
在配制深井钻井液时，添加了大量钻井液添加剂，因此产生的钻井废水是一种较稳定的胶体悬浮体系，污染物浓度高，且不易降解。通过往钻井废水中投加酸性介质，改变PH值，可实现初步沉降，达到预处理目的。通过实验筛选，确定使用浓硫酸酸化。实验过程：取钻井废水50ml，快速搅拌，同时加入适量浓硫酸，调整PH值，反应一定时间后，测上层清液COD值。通过实验，确定了最佳的酸化PH值为4，反应30min后，COD去除率高达44.38%。
2.2混凝处理实验
混凝处理法是向废水中投加混凝剂，在电性中和、压缩双电层、网捕作用和吸附架桥等作用下，使胶体颗粒脱稳而相互聚合，生成较大的絮体进而沉淀分离。
考虑实验药剂的性能与常用易得性，故选择聚丙烯酰胺作为处理酸化出水的有机高分子混凝剂。因此本工艺主要考虑对无机混凝剂的筛选。通过实验筛选评价，确定聚合氯化铝作为无机混凝剂。